DE19546242C1 - Schutzeinrichtung für die Insassen eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für die Insas­ sen eines Kraftfahrzeuges, die mit einer durch eine bei einem Aufprall ausgelösten Verstelleinrichtung in eine Wirkposition bewegten Fang- oder Aufpralleinrichtung versehen ist, insbe­ sondere für einen offenen Rennsportwagen.

Für geschlossene Fahrzeuge, beispielsweise Limousinen, sind Schutzeinrichtungen der eingangs genannten Art bekannt (DE 36 36 040 A1), bei denen man Schwenkhebel im Bereich der A-Säulen und im seitlichen Dachrahmenbereich angeordnet hat, die bei einem Fahrzeugaufprall aus ihrer hinter der Verklei­ dung gehaltenen Stellung in den Bereich seitlich der Wind­ schutzscheibe und vor das Seitenfenster schwenken und dabei Fangtücher, die ebenfalls im seitlichen Dachrahmenbereich und oberhalb der Windschutzscheibe zusammengefaltet gehalten sind, in den Auftreffbereich des Kopfes der Fahrzeuginsassen bewegen und als Auffangeinrichtung spannen. Durch diese Maß­ nahmen kann das Auftreffen des Kopfes von Fahrzeuginsassen auf die Seitenscheibe oder auf die Windschutzscheibe verhin­ dert werden, und es kann auch verhindert werden, daß bei­ spielsweise Kopf und Oberkörper des Fahrzeuginsassen seitlich aus einem offenen Fenster hinausbewegt werden.

Bekannt ist es auch, zu einem ähnlichen Zweck einen Gassack schlauchförmig auszubilden und ihn im zusammengefalteten Zu­ stand im Bereich der A-Säule und dem daran anschließenden seitlichen Dachrahmenbereich zu verlegen. Diese Gassäcke sind dabei an beiden Enden karosseriefest gehalten und werden bei einem Fahrzeugaufprall durch das dann ausgelöste Aufblasen aus ihrer versteckten Anordnung hinter der Verkleidung her­ ausgerissen und von vorne nach hinten ansteigend vor die seitlichen Fensteröffnungen gezogen WO 94/19215 A1; WO 93/09977 A1; BMW ITS-System, Mai ′95). Für beide Schutzeinrichtungen ist es aber erforderlich, ein geschlossenes Fahrzeug mit einem seitlichen Dachrahmen zur Verfügung zu haben. Dies ist bei offenen Fahrzeugen, ins­ besondere bei Rennsportfahrzeugen, nicht der Fall.

Man hat in letzter Zeit immer mehr versucht, auch die Fahrer von Rennsportwagen, insbesondere der Formel I, bei Unfällen durch Einrichtungen zu schützen, die dem Fahrzeug beigegeben werden. So ist auch daran gedacht worden, in Rennsportwagen neben den schon üblichen Gurten auch noch einen sogenannten Airbag vorzusehen. Die Realisierung dieser Idee scheiterte bisher aber stets daran, daß die räumlichen Verhältnisse in­ nerhalb des Cockpits sehr beengt sind und insbesondere auch der Durchmesser des Lenkrades, das oft nur als ein Lenkrad­ segment ausgebildet ist, zu klein ist, um einen Airbag unter­ bringen zu können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzeinrichtung der eingangs genannten Art vorzusehen, die den Einsatz von als Airbag bezeichneten Gassäcken als Schut­ zeinrichtung auch in Rennsportwagen ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgesehen, die Fang- oder Aufpralleinrichtung als einen aufblasbaren Gassack auszubil­ den, der im nicht aktivierten Zustand schlauchförmig zusam­ mengefaltet oder gerollt in einem im vorderen Bereich des um­ laufenden Randes des offenen Cockpits angeordneten Spalt un­ tergebracht ist und als Verstelleinrichtung mindestens ein pyrotechnisch betätigbares Zugelement vorzusehen, das an min­ destens einem Ende des Gassackes angreift sowie eine Anordnung, durch die der Gassack bei betätigtem Zugelement über das Lenkrad hinweg in eine Wirkposition zwischen Lenkrad und Fahrer führbar ist.

Durch diese Ausgestaltung wird eine Schutzeinrichtung ge­ schaffen, bei der bei einem Fahrzeugaufprall ein aufgeblase­ ner Gassack zwischen dem Lenkrad und dem Fahrer vorgesehen ist, der aber nicht, wie bei anderen Fahrzeugen bekannt, im Lenkrad selbst untergebracht werden muß. In seiner Wirkposi­ tion stützt sich dieser aufgeblasene Gassack, wie auch bei anderen Airbaganordnungen bekannt, am Lenkrad ab und schützt so den Fahrer. Dabei ergibt sich der entscheidende Vorteil, daß in keiner Weise die Hände des Fahrers beeinflußt werden. Diese können daher während des Unfalls weiter am Lenkrad ver­ bleiben, so daß der Fahrer das Fahrzeug notfalls weiter steu­ ern kann. Das wird auch dadurch gewährleistet, daß der Gas­ sack in seiner Größe und Form so bemessen ist, daß er in der Wirkposition und im aufgeblasenen Zustand unterhalb des Sichtwinkels des Fahrers liegt.

In Weiterbildung der Erfindung kann das Zugelement ein in ei­ nem mit einem Treibsatz versehenen Zylinder bewegbarer Kolben sein, der über ein Seil oder einen Gurt mit dem Gassack ver­ bunden ist. Auf diese Weise wird es möglich, den zusammenge­ legten Gassack mit einem Ende am seitlichen Cockpitrand so zu befestigen, daß er in der Wirkposition vor das Lenkrad kommt und mit seinem anderen Ende, das in der Ruhelage im Bereich des Cockpitrandes noch vor dem Lenkrad liegen kann, sofort in die Wirkposition zu ziehen, wobei der Aufblasvorgang des Gas­ sackes erst beendet ist, wenn der Gassack die Wirkposition eingenommen hat.

In Weiterbildung der Erfindung kann in den Fällen, wo das Lenkrad mit seiner Oberkante höher liegt als der vordere Rand des Cockpits, eine Führungseinrichtung, z. B. ein Schwenkhebel seitlich am Cockpit angelenkt sein, der an seinem freien Ende am Gurt angebracht ist und der bei seiner Verschwenkung mit seinem freien Ende eine halbkreisförmige Bahn durchläuft, de­ ren höchster Punkt höher als die Lenkradoberkante liegt. Auf diese Weise wird es auch bei solchen Cockpit/Lenkradanord­ nungen möglich, den Gassack über das Lenkrad hinweg in die gewünschte Wirkposition zu ziehen. Natürlich ist es einfa­ cher, wenn der Spalt am Rand des Cockpits von vornherein hö­ her angeordnet ist als die Lenkradoberkante, weil dann die Anordnung eines Schwenkhebelmechanismus überflüssig wird.

Der Gassack kann in Weiterbildung der Erfindung an seinem von dem Zugelement abgewandten Ende mit einem am Fahrzeug ange­ brachten Gasgenerator verbunden sein, der den Aufblasvorgang übernimmt. Dabei kann vorgesehen werden, daß eine Auslöseein­ richtung vorgesehen wird, mit der das Zugelement zeitlich et­ was vor dem Gasgenerator aktivierbar ist, so daß in jedem Fall durch den Aufblasvorgang die Bewegung des Gassackes in seine spätere Wirkposition nicht behindert wird. Möglich ist auch der Einsatz eines mehrstufig wirkenden Gasgenerators, der dafür sorgen kann, daß der Gassack über längere Zeit auf­ geblasen bleibt.

Schließlich kann noch vorgesehen werden, daß der Gassack am Zugelement über ein lösbares Befestigungselement angebracht ist, mit dem es möglich ist, den Gassack z. B. zum Zweck der Bergung des Fahrers auszuhängen. Ein solches Befestigungs­ element kann ein Karabinerhaken oder auch ein auf Knopfdruck pyrotechnisch lösbares Seilkappelement sein.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in einer Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die teilweise Seitenansicht eines Rennsportfahrzeuges mit dem nach oben offenen Cockpit,

Fig. 2 die Draufsicht auf die Cockpitöffnung des Fahrzeuges der Fig. 1 mit der erfindungsgemäßen Schutzeinrich­ tung in der Ruhestellung,

Fig. 3 die Draufsicht auf die Cockpitöffnung gemäß Fig. 2, jedoch mit der aktivierten und in der Wirkposition stehenden Schutzeinrichtung,

Fig. 4 eine vergrößerte teilweise Seitenansicht des Cockpit­ bereiches nach Fig. 1 in einer ersten Bauausführung und

Fig. 5 die Darstellung des Cockpitbereiches gemäß Fig. 4, jedoch in einer anderen Bauart.

In der Fig. 1 ist schematisch der vordere Bereich eines Renn­ sportwagens (1) - beispielsweise der Formel I - dargestellt, mit dem nach oben offenen Cockpit (2), aus dem der mit einem Helm (3) geschützte Kopf des Fahrers (4) herausragt. Im vor­ deren Ausschnitt des Cockpits (2) ist das Lenkrad (5) ange­ ordnet, dessen Oberkante aus Gründen der Aerodynamik etwas unterhalb des nach vorne hochgezogenen Randes (6) des Cock­ pits (2) liegt.

Aus der Fig. 2 wird erkennbar, daß entlang des vorderen Be­ reiches des Randes (6) des nach oben offenen Cockpits (2) ein schlauchförmig zusammengefalteter Gassack (7) verlegt ist, der in einem Spalt (8) oder in einer Rinne am Rand (6) des Cockpits verlegt ist und dort in dieser Ruhelage, in der er entlang des Randes (6) im vorderen Bereich des Cockpits (2) verläuft, beispielsweise durch eine elastische Lippe oder ei­ ne Bürstendichtung innerhalb des Spaltes (8) gehalten ist. Das in Fahrtrichtung (9) rechte Ende des Gassackes (7) ist dabei, wie Fig. 2 zeigt, ortsfest an einem seitlich unter dem Cockpitrand (6) angebrachten Gasgenerator (10) befestigt, der in bekannter Weise bei einem Fahrzeugaufprall, der über ein Sensorgerät festgestellt wird, den Gassack (7) aufblasen kann.

Das linke Ende des Gassackes (7) ist an der Stelle (11), bei­ spielsweise durch einen schnell zu öffnenden Karabinerhaken, an einem geeignet ausgebildeten Gurtband (15) oder an einem Seilzug befestigt, der seinerseits mit dem von der Befesti­ gungsstelle (11) abgewandten Ende mit einem Kolben (12) fest verbunden ist, der in einem ebenfalls unterhalb des Randes (6) des Cockpits (2) befestigten Zylinder (13) verschiebbar ist. Vor dem Kolben (12), in Richtung zur Befestigungsstelle (11) für den Gassack (7) gesehen, befindet sich ein an sich bekannter pyrotechnischer Treibsatz (14), der über das vorher erwähnte Sensorgerät, ebenso wie der Gasgenerator (10), aus­ gelöst werden kann. Geschieht dies, dann wird der Kolben aus der in der Fig. 2 dargestellten Lage in die in der Fig. 3 er­ kennbare Lage (12′) schlagartig verschoben, wodurch sich die Befestigungsstelle (11) im Sinn des Pfeiles (16) in die Lage (11′) bewegt und dadurch der Gassack in die Position (7′) hinter dem Lenkrad (5), d. h. also zwischen Fahrer und Lenkrad und über das Lenkrad hinweg im Sinn des Pfeiles (17) der Fig. 1 gezogen wird. In der Fig. 3 ist der Gassack (7) im aufge­ blasenen Zustand gezeigt. Er dient als Prallsack für den bei einem Aufprall nach vorne in die Stellung (3′) bewegten Kopf und den Helm des Fahrers. Der Gassack (7′) stützt sich dabei in der auch von anderen Airbaganordnungen bekannten Weise am Lenkrad (5) ab.

Es kann dabei, um die Bewegung des Gassackes aus dem Spalt (8) heraus und über das Lenkrad hinweg im Sinn des Pfeiles (17) (Fig. 1) zu erreichen, für den Fall, daß der vordere Teil des Randes (6) des Cockpits (2) nur wenig oder gar nicht die Oberkante des Lenkrads (5) überragt, eine Anordnung vor­ gesehen sein, die in diesem Fall sicher dafür sorgt, daß der Gurt (15) mit dem Prallsack (7) auch über das Lenkrad hinweg gezogen wird. Die Fig. 4 zeigt, daß man auf der Seite, wo sich das Gurtband (15) befindet, einen Schwenkhebel (19) an einer Achse (18) schwenkbar anbringen kann, der mit seinem freien Ende beispielsweise an der Anlenkstelle (11) des Gas­ sackes (7) am Gurt (15) mitangelenkt sein kann. Fig. 2 zeigt für diesen Fall die Lage der Anlenkachse (18) und die Aus­ gangsstellung des Schwenkhebels (19). Es wäre auch denkbar, seitlich einen in der Art einer Kulissenführung wirkenden Fe­ derbügel anzuordnen, der durch die Auslösung des Zugelementes aus einer Lage unterhalb des Cockpit-Randes nach oben schnappt.

Es ist aus Fig. 4 nun ohne weiteres erkennbar, daß dann, wenn der Treibsatz (14) der Zugeinrichtung (20), die aus dem Kol­ ben (12) und dem Zylinder (13) besteht, aktiviert wird, mit der Bewegung der Anlenkstelle (11) auch der Schwenkhebel (19) im Sinn des Pfeiles (17) nach hinten in die Stellung (19′) geschwenkt wird und daß bei dieser Schwenkbewegung der Prall­ sack (7) sicher über das Lenkrad (5) hinweg in seine Wirkpo­ sition (7′) gebracht werden kann.

Die Fig. 5 schließlich zeigt eine einfachere Variante, bei der man auf die Anordnung eines Schwenkhebels (19) verzichten kann. Hier ist die Ausgestaltung so getroffen, daß der vorde­ re Rand (6) des Cockpits so hoch gezogen ist, daß er über der Oberkante des Lenkrades (5) liegt. Hier genügt es daher, das Ende des Gassackes (7) aus dem Spalt (8) bei Betätigung des Treibsatzes (14) im Sinn des Pfeiles (21) herauszuziehen, um schon über das Lenkrad (5) hinwegzukommen und den Prallsack in die Wirkposition (7′) zwischen Fahrerkopf (Helm) (3) und Lenkrad (5) zu bringen. Falls erforderlich oder gewünscht, könnte am oberen Rand des Cockpits auch eine Kulissenführung (23) vorgesehen sein, die den Gassack sicher in die Lage vor dem Lenkrad (5) überführt.

In allen Fällen kann die Sensoreinrichtung, mit der bei einem Fahrzeugaufprall die pyrotechnischen Treibsätze ausgelöst werden, so aufgebaut sein, daß der Treibsatz (14) für das Zu­ gelement zeitlich etwas vor dem in bekannter Weise auch mit einem pyrotechnischen Treibsatz versehenen Gasgenerator (10) ausgelöst wird, damit in jedem Fall der Gassack (7) noch nicht so weit aufgeblasen ist, daß seine Verlagerung aus dem Spalt (8) in die Wirkposition (7′) behindert wird.

Schließlich kann auch vorgesehen sein, daß der Gasgenerator (10) mit mehreren gaserzeugenden Ladungen versehen ist, die entweder über je einen elektrischen Zünder oder auf pyrotech­ nische Weise nacheinander zündbar sind. Durch einen solchen Gasgenerator wird erreicht, daß der Gassack in seiner Wirkpo­ sition über längere Zeit aufgeblasen bleibt.

Die geschilderte Ausgestaltung ermöglicht die Anordnung einer an sich bekannten Prallsackschutzeinrichtung für Fahrer von Rennsportwagen, für die eine Prallsackabsicherung bisher aus Platzgründen nicht möglich war.

Claims (12)

1. Schutzeinrichtung für die Insassen eines Kraftfahr­ zeuges, die mit einer durch eine bei einem Aufprall ausgelö­ sten Verstelleinrichtung in eine Wirkposition bewegten Fang- oder Aufpralleinrichtung versehen ist, insbesondere für einen offenen Rennsportwagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fang- oder Aufpralleinrichtung ein aufblasbarer Gassack (7) ist, der im nicht aktivierten Zustand schlauchförmig zusammenge­ faltet oder gerollt in einem im vorderen Bereich des umlau­ fenden Randes (6) des offenen Cockpits (2) angeordneten Spalt (8) untergebracht ist, und daß als Verstelleinrichtung minde­ stens ein pyrotechnisch betätigbares Zugelement (20) vorgese­ hen ist, das an mindestens einem Ende des Gassackes (7) an­ greift, sowie eine Anordnung, durch die der Gassack (7) bei betätigtem Zugelement (20) über das Lenkrad (5) hinweg in ei­ ne Wirkposition (7′) zwischen Lenkrad (5) und Fahrer führbar ist.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gassack (7) in Größe und Form so bemessen ist, daß er in seiner Wirkposition und im aufgeblasenen Zu­ stand unterhalb des Sichtwinkels des Fahrers liegt.

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Zugelement (20) ein in einem mit einem Treibsatz (14) versehenen Zylinder (13) bewegbarer Kolben (12) ist, der über ein Seil oder einen Gurt (15) mit einem Ende des Gassackes (7) verbunden ist, der mit seinem anderen Ende karosseriefest gehalten ist.

4. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich am Cockpit (2) minde­ stens eine Führungseinrichtung (19) vorgesehen ist, durch die der Gassack (7) über das Lenkrad (5) hinweg hebbar ist.

5. Schutzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungseinrichtung aus mindestens einem Schwenkhebel (19) besteht, der an seinem freien Ende mit dem Gassack (7) verbunden ist und bei seiner Verschwenkung mit diesem freien Ende eine halbkreisförmige Bahn (22) durch­ läuft, deren höchster Punkt höher als die Lenkradoberkante liegt.

6. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Spalt (8) am Rande des Cockpits (2) höher angeordnet ist, als die Oberkante des Lenkrads (5).

7. Schutzeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Gassack (7) an seinem karosse­ riefest angeordneten Ende an einem Gasgenerator (10) ange­ bracht ist, der an der Karosserie befestigt ist.

8. Schutzeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 7, gekennzeichnet durch eine Auslöseeinrichtung, mit der das Zu­ gelement (20) zeitlich etwas vor dem Gasgenerator (10) akti­ vierbar ist.

9. Schutzeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasgenerator (7) mit mehreren gaserzeugenden Ladungen ausgerüstet ist.

10. Schutzeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Ladung ein elektrischer Zünder zugeordnet ist.

11. Schutzeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ladungen zeitverzögert auf pyrotechnische Weise zündbar sind.

12. Schutzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gassack (7) an seiner Befestigungsstelle (11) schnell lösbar angebracht ist.